Выбор показателей или комплексов точности

Для цилиндрических зубчатых колес стандартом установлены следующие нормы точности:

• кинематическая норма точности;

• норма плавности работы;

• норма контакта зубьев.

Рекомендуемые показатели или комплексы точности по каждой из норм выбираются в зависи­мости от степеней точности и приводятся в табл. 5.9.

Следует помнить, что точностные требования установлены стандартом для зубчатых колес, на­ходящихся на рабочих осях, т. е. осях, вокруг которых они вращаются в передаче.

Каждый установленный комплекс показателей, рекомендуемый при приемке зубчатых колес и передач, является равноправным с другими. При сравнительной оценке влияния точности пере­дач на их эксплуатационные качества предпочтительными являются функциональные показатели F'_ior, f_zzor', f_zkor и суммарное пятно контакта, т. е. показатели, измеряемые у зубчатой передачи, установленной непосредственно в механизме.

При выборе показателей точности или комплексов зубчатого колеса следует учитывать конкрет­ные условия производства, в частности наличие на предприятии тех или иных измерительных средств.

Таблица 5.9

Позиция 5. Допуск на радиальное биение зубчатого венца F_r и допуск на колебание длины общей нормали F_vw.

Относятся к показателям кинематической точности. В соответствии с рекомендациями (см. табл. 5.9), можно применить любой из приведенных комплексов с учетом степени кинемати­ческой точности.

Допуск на радиальное биение зубчатого венца (табл. П.4.1, приложение 4):

F_r = 50 мкм.

Допуск на колебание длины общей нормали (табл. П.4.1, приложение 4):

F_vW = 28 мкм.

Позиция 6. Предельные отклонения шага зацепления fpb и допуск на погрешность профиля зуба f_f. Принятый комплекс: f_pbr и f_fr (см. табл. 5.9) относится к показателям плавности работы. Предельные отклонения шага зацепления (табл. П.4.3, приложение 4):

±f_pb = ±17 мкм.

Допуск на погрешность профиля зуба (табл. П.4.3, приложение 4):

f_f=14 мкм.

Позиция 7. Допуск на направление зуба F_?.

Относится к показателям контакта зубьев.

Допуск на направление зуба (табл. П.4.4):

F_? = 9 мкм.

Позиция 8. Делительный диаметр d и шаг зацепления . Относится к третьей части таблицы — справочные данные:

d = m z; d = 4 · 21 = 84 мм,

Шаг зацепления необходимо знать при измерении его предельных отклонений, он определяется по формуле:

.

При = 20°:

= 2.952m, = 2.952 · 4 = 11.808 мм.

Примечание. При необходимости могут быть указаны прочие справочные данные (см. ГОСТ 2.403—75).

Позиция 9. Диаметр вершин зубьев:

d_a = m z + 2 m;

d_а = 4 · 21 + 2 · 4 = 92 мм.

Допуск на диаметр принимаем таким, чтобы нижнее отклонение было не более 0.1 m; рекомендуется проставлять в соответствии с данными табл. 5.10.

Таблица 5.10

Если диаметр вершин зубьев используют в качестве измерительной или технологической базы, то в технологической документации допуски на диаметр d_a и его радиальное биение значительно сокращают [11].

Позиция 10. Допуск радиального биения наружного диаметра зубчатого колеса da относительно посадочного отверстия.

Допуск задается с целью ограничения возможного дисбаланса по данным табл. 5.1:

T= 12 мкм.

Позиция 11. Допуск торцового биения.

Биение базового торца приводит к погрешностям при обработке и установке колеса в механизме, которые в наибольшей мере отражаются на отклонении направления зубьев.

Допуск на направление зуба задается относительно рабочей оси, поэтому он учитывает погрешность изготовления зубчатого колеса, а также погрешности, возникающие при монтаже колеса в механизме. При простановке допуска следует рассматривать четыре случая.

Случай 1. Зубчатое колесо сопрягается с валом по одной из рекомендуемых посадок с натягом: Н7/р6, H7/r6, H7/s6 и имеет длинную ступицу (l_c/d_o > 0.8, см. рис. 5.8). В этом случае биение базового торца повлияет только при нарезании зубчатого венца, поэтому можно допустить, чтобы торцовое биение было не более 0.5 F_?.

Случай 2. Зубчатое колесо сопрягается с валом по одной из рекомендуемых посадок с натя­гом, но имеет короткую ступицу (l_c/d_o < 0.8). В этом случае при установке зубчатого колеса на вал буртик вала будет влиять на положение колеса в механизме. Неперпендикулярность буртика вала и биение базового торца зубчатого колеса вызовут дополнительную погрешность направле­ния зуба, поэтому можно допустить, чтобы торцовое биение было не более . Учитывая, что допуск на направление зуба относится к ширине зубчатого венца, а торцовое биение измеряется приблизительно на делительном диаметре, можно написать:

где d — делительный диаметр колеса;

l— ширина зубчатого венца.

Случай 3. Зубчатое колесо сопрягается с валом по переходной посадке. В этом случае биение торца колеса определяют независимо от длины ступицы колеса по вышеуказанной формуле.

Примечание. Во 2-м и 3-м случаях, когда точно известно, что базовый торец колеса является базовым и при нарезании зубчатого венца, можно увеличить допуск на биение до .

Случай 4. Зубчатое колесо свободно вращается на валу. Биение базового торца повлияет только при нарезании зубчатого венца, поэтому можно допустить, чтобы торцовое биение было не бо­лее .

Рассмотренный пример соответствует третьему случаю. При этом точно известен базовый торец колеса. Поэтому допустимое биение базового торца:

Принимаем допуск на торцовое биение ТСА = 12 мкм (см. табл. П.2.4, приложение 2).

Примечание. Если зубчатое колесо имеет вид, изображенный на рис. 5.10, неизвестно, какой из торцов будет базовым в обработке, а какой в механизме, поэтому торцовое биение определяется по формуле:

Принимаем:

ТСА = 8 мкм.

Позиция 12. Допуск параллельности торцов зубчатого колеса.

Назначение технического требования — обеспечение качественной работы подшипника. На точность базирования правого подшипника влияют биение буртика вала и отклонения от параллельности торцов колеса и втулки. Поэтому в соответствии с рекомендациями (см. разд. 3.2) до­пускаемое суммарное торцовое биение для подшипника качения будет составлять:

где = 25 мкм (см. табл. 3.9) для подшипника № 306 класса точности 0;

= 6 мкм — торцовое биение буртика вала (см. чертеж вала, рис. 5.5);

— соответственно отклонения от параллельности торцов втулки и зубчатого колеса. Отклонение от параллельности торцов зубчатого колеса:

Полученное значение допуска на параллельность относится к диаметру отверстия внутреннего кольца подшипника, а параллельность будет измеряться на диаметре буртика колеса:

,

где d = 54 мм — диаметр буртика колеса;

d_о — диаметр отверстия внутреннего кольца подшипника.

Принимаем:

ТРА = 16 мкм.

Примечание. Если зубчатое колесо симметрично (см. рис. 5.10), то сложно в производстве определить, какой из торцов является базовым, поэтому рекомендуется в таком случае назначать одинаковые торцовые биения, тем более что при такой схеме назначения допусков отклонение от параллельности торцов не выйдет за рассчитанный предел.

Позиция 13. Допуск симметричности расположения шпоночного паза, отклонения на глубину шпоночного паза и шероховатость поверхности выбираются в соответствии с рекомендациями разд. 5.3, поз. 10, 11.

Позиция 14. Шероховатость торцовых поверхностей колеса.

Назначение технического требования — равномерное распределение нагрузки по поверхности торцов и точность положения зубчатого колеса как при нарезании зубчатого венца, так и во вре­мя его работы в механизме.

В соответствии с рекомендациями разд. «Шероховатость поверхности»:

R_z < 0.5 Т,

где Т — допуск расположения.

Так как допуск биения базового торца зубчатого колеса ТСА = 12 мкм задан на диаметре 84 мм, а шероховатость поверхности торца влияет на положение его в механизме на диаметре 50 мм, то в формулу следует подставить:

ТСА = T·50/84 = (12 · 50)/84 = 7.1 мкм.

Для левого торца:

r_z = 0.5 · 7.1 = 3.55 мкм,

R_a = 0.2 r_z = 0.2 · 3.55 = 0.71 мкм.

Принимаем R_a = 0.4 мкм (см. табл. П.3.1, приложение 3).

Для правого торца:

R_z = 0.5 · 16 = 8 мкм;

R_a= 0.2 R_z = 0.2 · 8 = 1.6 мкм.

Принимаем: R_a = 1.6 мкм (см. табл. П.3.1, приложение 3).

Позиция 15. Шероховатость поверхности посадочного отверстия зубчатого колеса.

Назначение технического требования — обеспечение требуемого характера сопряжения. В соответствии с рекомендациями:

r_z 0.33 Т; R_z = 0-33 ∙ 25 = 8.25 мкм.

Параметр R_a = 0.25 · R_z = 0.25 ∙ 8.25 = 2.06 мкм.

Принимаем R_a = 1.6 мкм (см. табл. П.3.1, приложение 3).

Позиция 16. Шероховатость профилей зубьев колеса.

Назначение технического требования — обеспечение необходимых условий работы передачи. Значение параметра R_a = 0.8 выбирается по наивысшей степени точности, в предложенном примере — по нормам контакта зубьев (см. табл. 5.6).